淺談鉆孔咬合樁在地鐵車站圍護結構中的施工技術

朱武

【摘要】本文主要分析了鉆孔咬合樁施工工藝，以及在地鐵車站圍護結構中應用鉆孔咬合樁施工工藝，著重闡述了施工計算方法、施工工藝，保證措施等。

【關鍵詞】鉆孔咬合樁 地鐵車站 圍護結構 施工技術

隨著社會的進步和發展，城市化進程不斷加快，城市中心大量密集的交通設施、建筑物，使得地鐵車站基坑開挖時只能采用垂直開挖支護結構。一般情況下，使用的地鐵基坑開挖技術主要包括地下連續墻結構、鉆孔灌注樁加旋噴樁復合結構、SMW工法等，目前，國內杭州、深圳、廣州、南京等城市地鐵車站基坑圍護結構已經開始大量應用鉆孔咬合樁技術，并已經獲得一定施工經驗，促進了地鐵車站建設的快速發展。

一.鉆孔咬合樁基本原理和定義

鉆孔咬合樁主要就是說緊密排列樁身并且相割相鄰樁樁身形成存在一定防滲功能的支護連續擋土結構。鉆孔咬合樁屬于圍護結構，不但能夠全部應用鋼筋混凝土樁，也能夠相隔布置鋼筋混凝土樁以及素混凝土樁，主要應用優勢就是相互咬合相鄰樁，也就是咬合樁，形成鉆孔咬合樁的時候主要應用全鋼套管護壁，無須泥漿護壁，可以在一定程度上避免形成涌砂塌孔、孔內流砂等問題，是一種能夠保護周圍環境以及為周邊建筑沉降提供一定控制的圍護結構[1]。

二、鉆孔咬合樁施工工藝

（一）咬合樁施工工序

在實際操作的時候，為能夠完全滿足地鐵車站的樁定位精度以及施工規范需求，達到有效提高樁機就位效率的目的，同時在一定程度上降低咬合樁進行鉆機作業時對姿態垂直的影響，為上拔和下壓鉆機頭冠提供相應的支撐，應在樁頂上部施作導墻，應用的基本結構是C20鋼筋砼。施工基本原則就是A樁施工、B樁施工，基本工 序為：A1、A2、B1、A3、B2、A4、B3...[2]。

圖一 施工工序圖

（二）單樁施工工藝

1、鉆機就位

在導墻砼強度符合規范以后，移動套管鉆機，需要嚴格遵守導墻孔中心位置對準套管鉆機抱管器中心的原則來合理移動套管鉆機。

2、 取土成孔

第一節套管壓入以后，用抓斗從套管內取土，一邊取土、一邊下壓套管，要始終保持具備2.5m以上的超前開挖套管底口。土中壓入套管的時候，需要合理檢查垂直度，如果存在不符合規范，此時需要進行糾偏，如果具備符合情況則下壓取土，反復施工直到符合設計孔底規范需求為止。

3、吊放鋼筋籠（B序樁）

成孔檢測合格之后，合理安放鋼筋籠，要采取有效的措施確保鋼筋籠具備正確的標高。

4、灌注砼

孔內如果不存在水，灌注的時候采用干孔灌注法；如果孔內有水，灌注的時候，應用水下砼灌注法。

5、 拔管成樁

依據套管實際長度來合理分配導管，在灌注的時候，需要依據砼中的導管、套管實際埋深度來拆除以及提升，確保具備大于2.5m的套管砼面，2～4m的導管埋深[3]。

三、設計鉆孔咬合樁以及計算方法

（一）確定截面形式

依據施工過程中咬合樁的流程，確定具備以下四種截面形式，如下圖所示：

圖二 截面形式

（二）計算咬合樁圍護結構的方法

1、主要計算原則

第一，車站如果存在長條形混凝土鋼筋結構的時候，依據車站實際情況來對單位長度縱向選擇底板支撐，分析彈性結構基礎上平面結構。計算過程需要合理分析壓縮樓板和柱的影響因素。逆筑法施工的過程中，還需要分析導致出現外圍圍護結構立柱沉降、誤差偏心的影響因素。

第二，依據彈性梁或者支撐板來合理計算開挖面以上部分，依據彈性梁或地基板合理計算開挖面以下部分。

第三，依據施工實際情況計算結構，確保能夠完全符合計算需求，計算開挖過程中圍護結構的時候，需要計算支撐形變和移位因素。依據施工情況和回筑施工方式來計算內部結構中的內力，組合最不利影響內力，從而獲得變形和內力包絡值。

第四，開挖過程中計算基坑結構的時候，需要開挖土方分段、施加預應力和支撐，限制工序等的影響，確定有效合理的參數。

第五，地質剛度和實際條件、開挖基坑深度等會影響咬合樁入土深度。確定入土深入的時候，需要合理分析支護結構的抗管涌、抗傾覆、抗隆起、整體穩定等情況[4]。

2、計算鉆孔咬合樁的方法

第一，增量法。此方式適合應用在地質特殊的情況下或者逆筑法施工的車站中，在實際車站施工的時候，隨著底板、支撐、開挖、內襯墻、中板、頂板等變化而改變荷載和結構體系。首先對荷載形成的內力進行計算，然后合理疊加荷載增量內力。

第二，疊加法和包絡法。次施工方式比較適合車站明挖施工匯總，依據實際情況分析荷載，從而逐漸得到最不利組合內力[5]。

四、鉆孔咬合樁技術保證措施

（一）防止管涌的措施

第一，存在豐富地下水砂層進行施工的時候，盡可能在2～4m范圍內進行套管，否則會出現管涌，為了保證施工安全，需要在砂層中直接下壓套管，從套筒中抓出砂土。一般來說，需要存在套筒砂土層以及2～4m的砂土層平衡力，避免出現管涌。

第二，如果存在過高的地下水位，在套筒內部進行一定補水，從而平衡內外壓力。

第三，施工中經常檢測是否存在涌沙問題。

（二） 避免鋼筋籠下沉和上浮的方式

第一，避免鋼筋籠下沉的方式。成孔之后適當檢測相應深度的砼塊，從而達到提高浮板面積和承載力的作用，以起到增加持力層以及鋼筋籠之間接觸面的目的。成孔之后澆筑套管的時候，需要逐段進行起拔，精心操作起拔管的實際情況，如果存在過大阻力，需要慢慢轉動拔出，能夠順直起拔套管，不可以進行強行起拔[6]。

第二，避免鋼筋籠上浮的方式。在施工允許范圍內盡可能降低1000鉆孔咬合樁鋼筋籠直徑，具備低于850mm的鋼筋籠外徑，保證可以垂直加工鋼筋籠。完成下放鋼筋籠以后，需要同方向轉動1～2次套管，盡可能降低摩擦，依據鉆進上拔情況來合理配置配壓籠器、鋼筋籠拔套管盡量下壓，達到有效控制鋼筋籠上浮的目的。

（三） 克服素樁砼管涌的方式

實際施工操作的時候，會形成B樁孔，A樁砼還沒有完全凝固，處在流動的情況下，所以，很有可能從A、B倆樁相交的位置，A樁砼進入到B樁孔內，也就是雖說的素樁砼管涌，可以從以下方面來分析阻止出現素樁砼管涌的措施。

第一，盡可能小的A樁砼塌落度，一般控制范圍是16±2cm，從而達到降低流動性的目的。

第二，超前開挖的時候需要與套管底口存在不低于2.5m的距離，形成相應的瓶頸，避免砼的流動。

第三，如果地下出現障礙導致不能超前施工的時候，需要在內部注入水，確保能夠具備平衡的壓力，避免出現素樁砼管涌。

第四，B樁形成孔的時候，需要控制與A相鄰兩側的樁砼頂面，如果出現下陷A樁的問題，需要及時停止開挖B樁，并且需要一邊向其內部注水或者填土，一邊下壓套管，直到不再出現管涌為止[7]。

（四） 地下障礙物的處理方法

在實際套管鉆機施工的時候，很難處理地下障礙物，尤其是時間會限制鉆孔咬合樁施工技術，所以，在實施鉆孔咬合樁施工技術的時候，應該充分了解和分析地質施工情況，如果出現孤石、卵石等基礎的時候，需要首選抽干內部積水，利用十字沖錘來達到擊碎的目的。如果在條石基礎中進行施工，需利用砂樁進行施工，然后二次補作砼樁施工技術[8]。

（五）成孔質量檢驗

成孔鉆進完成以后，應該及時檢測施工質量，基本質量標注需要符合以下情況，及時記錄不符合情況的質量信息。在具備符合實際情況樁強度的時候，利用注漿或者旋噴的方式來加固樁，從而達到一定圍護作用[9]。

結束語：

總之，地鐵施工過程中，開挖深基坑安全性與是否具備好質量的圍護結構息息相關，鉆孔咬合樁技術對車站進行施工以后，樁之間咬合受到樁垂直度的影響，圍護結構強度和止水情況與樁砼質量存在很大關系，因此，施工的時候如果不能及時處理和控制施工質量，會嚴重影響車站后期施工情況。

參考文獻：

[1] 王芳，李松岷.地鐵車站鉆孔咬合樁圍護結構的關鍵施工工藝[J].鐵道標準設計，2011（3）：75-77.

[2] Zhang Tai'an.地鐵車站深基坑開挖鋼支撐架設及置換技術[J].鐵道標準設計，2013（9）：103-105.

[3] 李鵬.鉆孔咬合樁在地鐵車站圍護結構中的施工技術[J].西部探礦工程，2012，17（5）：23-25.

[4] 譚遠貴.鉆孔咬合樁在基坑工程中的應用及常見問題的處理[J].建筑工程技術與設計，2014（17）：1270-1271.

[5] 蔣利生.鉆孔咬合樁在下穿京滬高鐵地鐵車站圍護結構中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2011（20）：20.

[6] 杜平，楊平，陳爭等.鉆孔咬合樁在地鐵車站深大基坑施工中的應用[C].//2010年巖土工程聯合學術年會論文集.2010：136-139.

[7] 虞興福，金志寶，張莉等.杭州砂性土地區地鐵車站基坑圍護工程的設計與施工實踐[C].//中國土木工程學會第十四屆年會暨隧道及地下工程分會第十六屆年會論文集.2010：427-432.

[8] 劉承良.鉆孔咬合樁圍護結構在深基坑工程中的實用研究[J].江西建材，2011（2）：23-26.

[9] 杜平，楊平，陳爭等.鉆孔咬合樁在地鐵車站深大基坑施工中的應用[J].常州工學院學報，2011，21（z1）：136-139.